多通道高速信號采集處理技術(shù)實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代通信技術(shù)的研究離不開對各種信號的處理分析。信號數(shù)據(jù)的采集獲取為這些領(lǐng)域的研究提供了重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)代信息處理能力的不斷提升，對信號采集技術(shù)提出了新的要求，更高的速率、更高的精度、更大的數(shù)據(jù)量。
　　本課題核心工作是基于 FPGA實現(xiàn)多通道高速信號采集處理技術(shù)，在硬件設(shè)計中使用了DDR3接口來實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲能力擴(kuò)展，使用PCIE總線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速DMA(直接內(nèi)存存取)模式傳輸，根據(jù)需求在 FPGA內(nèi)部實現(xiàn)脈沖信號高速提取功能。

2、r>　　論文依托于該課題，首先從理論上研究了信號采集系統(tǒng)的基本硬件需求，選取多通道采樣卡，通過在時間軸上交替采樣的方法來實現(xiàn)單通道4GHz采樣率的高速信號采集。為了滿足課題需要的單次采樣數(shù)據(jù)量達(dá)到500MB，在開發(fā)過程中使用了DDR3接口，通過DDR3 SDRAM來擴(kuò)展FPGA開發(fā)板的存儲能力，使系統(tǒng)的存儲能力拓展到了2GB。為了方便連接采樣系統(tǒng)的各個硬件組件選取 Xilinx ML605開發(fā)板做控制功能開發(fā)。通過板卡支持的FMC接口使

3、用I2C協(xié)議與4通道高速采集卡進(jìn)行連接，接收采樣數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸解決方案中研究使用了PCIE局部總線及PCIE協(xié)議內(nèi)容，實現(xiàn)了DMA模式的數(shù)據(jù)高速傳輸模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。實測數(shù)據(jù)傳輸速率能達(dá)到350MB/s。根據(jù)課題需要為了縮減用戶端數(shù)據(jù)處理工作量，為用戶端提供常見脈沖信號提取功能，提取有效數(shù)據(jù)。
　　本論文的主要工作：
　?。?）系統(tǒng)FPGA內(nèi)部采集系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，對系統(tǒng)的功能進(jìn)行模塊劃分。
　?。?）DDR3轉(zhuǎn)存轉(zhuǎn)

4、發(fā)接口設(shè)計，負(fù)責(zé)DDR3接口控制器的數(shù)據(jù)讀寫操作。
　?。?）PCIE用戶控制邏輯設(shè)計，根據(jù)PCIE協(xié)議要求實現(xiàn)數(shù)據(jù)的解包與數(shù)據(jù)打包等功能，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收發(fā)送。
　?。?）脈沖提取邏輯設(shè)計實現(xiàn)，實現(xiàn)脈沖信號的高速提取，并實現(xiàn)脈沖分段檢測功能。
　　在本課題中設(shè)計實現(xiàn)的高速信號采集處理設(shè)備單通道采樣率能達(dá)到4GHz。在1GHz以下采樣率情況下最多支持8通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，單次采集的數(shù)據(jù)量能達(dá)到2GB，同時提供可選擇的脈沖提